Si含量对NbN/TiSiN纳米多层膜微观结构和韧性的影响

采用磁控溅射工艺在硅基底上交替沉积NbN和TiSiN纳米层，通过改变靶材的Si含量，制备出一系列NbN/TiSiN纳米多层膜。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)和纳米压痕仪研究Si含量对NbN/TiSiN纳米多层膜微观结构和力学性能的影响。结果表明：随着Si含量的增加，NbN相的结晶程度先增加后降低，薄膜的硬度、弹性模量和韧性也呈现出先增加后降低的趋势，当Si∶Ti=3∶22时，NbN/TiSiN纳米多层膜的硬度、弹性模量和韧性最高，分别为24.8 GPa、280.2 GPa和1.89 MPa·m^1/2。结构表征表明：当Si∶Ti=3∶22时，NbN/TiSiN纳米多层膜的柱状晶生长状况最好，TiSiN层在NbN层的模板作用下转变为面心立方结构，并与NbN层呈共格外延生长。